Книга Радуга Фейнмана. Поиск красоты в физике и в жизни - Леонард Млодинов

Когда вы явились ко мне впервые и предложили обсудить мой подход к задачам, я запаниковал. Потому что я на самом деле не знаю. Это как спрашивать сороконожки, с какой ноги она ходит. Пришлось задуматься, оглянуться на пройденное и перебрать кое-какие задачки.

В некоторых случаях нахождение задачи для работы – результат очень хорошего творческого воображения. А решение может и близко этого навыка не потребовать. Но есть в математике и физике задачи, с которыми все наоборот. Они, эти задачи, будто очевидны, а вот решение – трудно. Трудно не заметить проблему, ко существующие техники и методики, а также объем известной информации – немногочисленны. И вот тогда решение – в изобретательности.

Очень хороший пример – теория относительности и тяготения Эйнштейна, общая теория относительности. С теорией относительности было ясно: требуется как-то объединить специальную теорию относительности, постоянную скорость света – c – явлением тяготения. Потому что так не пойдет – чтоб существовала и Ньютонова гравитация с бесконечными скоростями, и теория относительности, ограничивающая скорость. Вот и придется, значит, как-то видоизменить теорию тяготения.

Чтобы впихнуть гравитацию в теорию относительности, ее нужно было так или иначе приспособить – чтобы свет двигался с определенной скоростью. Не разгуляешься с такими вводными, в общем. Но как же этого добиться? Вот в чем штука!

Необходимость этого действия была Эйнштейну очевидна. Всем остальным – нет, потому что и специальная теория относительности пока не казалась очевидной. Но Эйнштейн уже пошел дальше. Он увидел эту следующую задачу. Она-то была очевидна – в отличие от ее решения, и оно потребовало предельного воображения. Ему предстояло выработать принципы! Он применил факт отсутствия веса у падающих предметов. И вот на это потребовалось все мыслимое воображение.

Ну или возьмем задачу, над которой я сейчас работаю. Для всех она совершенно очевидна. Вот есть у нас математическая теория под названием «квантовая хромодинамика», от которой ждут объяснения свойств протонов, нейтронов и всего остального.

В прошлом, чтобы проверить правильность теории, нужно было просто взять ее, глянуть, что получается в теории, и сверить с экспериментом. Тут все эксперименты уже проделаны. Нам известна прорва всяких свойств протонов. Ну нас есть теория. Трудность же заключается в том, что теория – новая, и мы не знаем, как вычислять ее следствия, потому что нам не хватает математических мощностей.

Надо изобрести способ. И как же это сделать? Придется создать или придумать его. Я не знаю, как. Вот пример очевидной задачи и трудного решения.

Чтобы найти эту теорию, понадобилось сложить много кусочков воображения: люди примечали закономерности и постепенно открывали разное, вплоть до кварков, а потом попытались нащупать простейшую теорию. У этой конкретной задачи долгая история, словом. Мы долго к ней шли, а теперь нас ткнули в нее носом.

Ткнули носом. Интересное он выбрал выражение Фейнман признал, что и он, бывает, отчаивается и меня это утешило.

Вот работаю я над этой очень трудной задачей уже несколько лет. Первым делом я попробовал найти какой-нибудь математический способ решения – уравнениями какими-нибудь. Как я это сделал? Как начал понимать? Наверное, это определяется трудностью поставленной задачи. В данном случае я просто все перепробовал. На это ушло два года, я возился с такими методами и с сякими. Может, это я и делаю – применяю все, что могу, не получается, и я тогда двигаюсь дальше, пробую иначе. Но тут я понял, когда все попробовал, что не выйдет. Никакие мои уловки не срабатывали.

И тогда я подумал: ну, вот если пойму, как эта штука себя ведет, хоть примерно, мне это подскажет более-менее, какие математические приемы применить. И потратил много времени, думая, как оно работает, хоть примерно.

Тут еще и кое-какие психологические штуки есть. Перво-наперво в ранние годы я брался только за труднейшие задачи. Мне нравятся самые трудные задачи. Которые никто не решил, а значит, шансы на решение у меня не слишком велики. Но теперь-то я чувствую, что добился положения, постоянной ставки и могу, не беспокоясь, тратить время на долгие проекты. Уже нет необходимости напоминать себе, что через год мне защищаться. Я, может, физически так долго не протяну, правда, но это меня не тревожит.

Его болезнь всегда была с нами, в одном кабинете – ангел смерти терпеливо ждал, когда истечет время Фейнмана.

Другой психологический аспект: мне нужна уверенность, что я могу срезать путь к этой задаче. То есть у меня есть некий талант, который другие ребята не применяют, или особый взгляд на предмет, а они по глупости своей не знают, какой он чудесный. Мне нужно думать, что у меня почему-то возможностей чуть больше, чем у других. В глубине души я знаю, что, скорее всего, причина эта ложная и, вероятно, этот конкретный подход уже был продуман другими. Наплевать. Я себя заморочиваю, что у меня больше шансов. Что мне есть что добавить. А иначе проще тогда ждать, пока кто-нибудь еще это сделает, кто угодно.

Но подход мой в том, что я никогда не есть в точности как кто-то еще. Всегда считаю, что существует дорога короче, всегда стараюсь найти другой путь. Думаю, именно потому, что пробую другой путь, все и получается. У них никаких шансов. Я это преувеличиваю. И потом на такое раздувание работаю. Все время считаю, что это как у африканцев, когда они идут на бой, колотят в барабаны и заводят себя. Разговариваю с собой и убеждаю себя, что задача моими методами решаема, а остальные ребята делают неправильно. Они своего не добились, потому что делают неправильно. А я пойду другим путем. Я себя уговариваю и раскачиваю в себе энтузиазм.

Штука вот в чем: если есть трудная задача, приходится работать над ней долго и упорно. Чтобы упорствовать, необходима убежденность, что оно того стоит, – много трудиться, ^то куда-то это тебя приведет. А для этого приходится себя морочить.

Вот с этой последней задачей я себя и впрямь надурил. Ничего не добился. Не мог сказать, что подход у меня хорош. Воображение подводит. Качественно я понял, как оно работает, но количественно не могу. Когда эта задача полностью решится, это все будет мое воображение. И всякий шум о величии способа решения. Но в самом деле все просто: сплошь воображение – и упорство.

Люди, никогда не работавшие в физике, обычно говорят о ней в эпитетах «сухая», «строгая» и «точная». Настоящая физика так же далека от этого, как прикладная юриспруденция от теоретических дебатов в юридической школе или медицинская практика от теории физиологии и заболеваний. Юриспруденция, может, и состоит из определенных правил, но ее применение подвержено толкованиям, знание здесь неполно, учитываются практические обстоятельства и психология тех, кто выносит решение. Медицина может описать в деталях симптомы болезни, но мало кто из пациентов приходит в кабинет врача с цитатами из учебника, описывающими их хворь. Физика – еще и искусство. Мало какие подлинные физические задачи можно считать, говоря строго, решенными. Для физика решение задачи включает в себя оценку, какие именно стороны того или иного явления составляют его суть, а на какие можно не обращать внимания, в какой части следует держаться математических расчетов, а в какой – видоизменять их. К примеру, атом водорода состоит из электрона, обращающегося вокруг протона. Это единственная разновидность атома – из сотни с лишним других, – чье квантовое уравнение можно решить строго. А стоит произвести простейшую манипуляцию – поместить атом водорода в магнитное поле, как уравнения, скорректированные с учетом магнитного поля, решить уже нельзя.